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        1. 行業動態

          淺談噴墨打印技術及增材制造應用發展趨勢

          如今,一張紙和一塊平板電視,都能放在一起來談制造:它們都可以采用噴墨打印頭(Inkjet Printheads)來“打印”。噴墨打印機最早是由IBM在上個世紀70年代為替代點陣打印機而發明的。不過,那時IBM的研究人員肯定沒有想到,他們的發明有朝一日會成為電視、電子元件以及太陽能電池制造中的關鍵要素。大約十年前,為了滿足快速、低成本地制造印刷電路,以及高效的在太陽能電池上沉積超薄導線,噴墨打印機開始逐步用于支持上述三種應用。

                 按需噴墨的壓電打印頭,最適合用于按時、按位置、高頻地沉積皮升(picoliter)量級的油墨。相比大量用于消費類和辦公打印的熱噴墨打印,壓電打印頭憑借在惡劣環境中更好的適應性和更長久的壽命,而廣泛應用于工業打印領域。此外,壓電打印頭可支持的油墨選擇更多,例如水性、溶劑型和紫外固化型等。

          噴墨打印作為一種制造技術,經過長期地研究和開發后,在顯示屏(智能手機、電視等)OLED薄膜封裝領域,獲得了首次大規模制造應用。OLED技術正驅動顯示屏市場發展,它不僅為噴墨打印帶來了市場機遇,還正在推動噴墨打印技術成為一種大眾化的電子和微電子制造新工藝。Kateeva是一家致力于為OLED顯示制造噴墨打印機的美國公司,是噴墨打印技術應用領先廠商之一。在成為首家實現OLED薄膜封裝規模量產的企業之后,Kateeva現在正努力利用噴墨打印為電視顯示屏制造實現RGB OLED材料沉積。LG目前正在應用Kateeva的打印機進行試生產。

          淺談噴墨打印技術及增材制造應用發展趨勢

          噴墨打印制造發展路線圖

          可穿戴市場的興起,日益要求微型化、接近人類皮膚的器件,這為柔性印刷電子帶來了市場機遇。噴墨打印技術或將替代利用掩膜技術的昂貴光刻工藝,實現按需沉積導電線路。噴墨打印技術在沉積精度、高分辨率打印和墨滴控制方面,展現出了穩定的性能改善。噴墨打印頭是噴墨打印機的關鍵組件之一,它們正變得越來越復雜,要求深厚的技術和經驗積累。

          為了提升打印速度,噴墨打印機一般并行集成多個的噴墨頭。值得注意的是,噴墨頭定位和噴墨控制,對于目標應用和打印機制造商來說非常關鍵。噴墨打印頭的品質通過利用MEMS技術以及薄膜PZT(鋯鈦酸鉛)材料獲得了改善,幫助它們達到電子產品的應用需求。

          利用噴墨打印技術,能制造出一款完整的電子器件嗎?答案是肯定的,但是僅限于原型打印應用?,F在利用一臺噴墨打印機,采用3D噴墨打印能夠制造幾乎所有類型的PCB板。3D打印設備解決方案開發商Nano-Dimension,在2017年末推出了Dragongfly 2020,這款產品采用了Konica Minolta(柯尼卡美能達)的噴墨打印頭。在大規模應用中,噴墨打印仍是制造過程中的關鍵工藝之一。

          2023年噴墨打印頭市場規模將超過3100萬美元

          利用噴墨打印技術實現的功能打印,為噴墨打印頭制造商帶來了新的市場機遇。隨著“工業4.0”數字革命的不斷推進,工業打印設備中集成的噴墨打印頭預計到2023年將增長至3100萬美元以上,2017~2023年期間的復合年增長率高達30.3%。這個領域的主要廠商包括Konica Minolta、Fujifilm Dimatix、Océ-Canon以及Xaar。市場前景看好,其它壓電噴墨打印頭廠商現在也非?;钴S,這也意味著對市場份額地爭奪將日趨激烈。

          當前,研發應用仍然占據了噴墨打印機采購量的主要份額,大約占總出貨量的93%。而噴墨打印的大規模制造應用, OLED薄膜封裝作為開端,才剛剛興起。不過,現在市場反應樂觀,產業對RGB沉積、PCB和柔性電子制造的噴墨打印應用,展現出了很高的興趣。

          淺談噴墨打印技術及增材制造應用發展趨勢

          2017~2023年壓電噴墨打印頭市場規模預測

          油墨:噴墨打印工藝的另一關鍵因素

          噴墨打印工藝中的關鍵“黃金三角”包括:噴墨打印頭、油墨以及基板。噴墨打印可用的油墨材料多種多樣,例如導電油墨、金屬油墨、保護層油墨以及OLED材料油墨等,因此,功能油墨的配方是制造應用面臨的重要挑戰。本報告估測了功能制造和增材制造領域,噴墨打印應用的油墨需求量。噴墨打印頭對于油墨的粘度和表明張力寬容度有限,僅能針對某些類型的噴墨打印頭進行優化。

          淺談噴墨打印技術及增材制造應用發展趨勢

          按主要應用提供的功能油墨廠商概覽

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